道路接境地의 地質關聯 山沙汰 特性과 防止對策에 對한 硏究 = (A) Study on the characteristic of land slide and preventive measures contamination at the geology relation of road border sites

국문 초록 (Abstract)

Ⅰ. 연구목적
산악지형이 대부분인 삼척지역은 태백산백이 동.서로 분수령을 이루어 오십천, 가곡천, 마읍천 등 1개의 지방1급 하천과 12개의 지방2급 하천이 있으며, 총연장은 188.6km이다. 이 주요하천을 따라 도로망이 개설되어 있다. 특히 삼척지역은 하천을 끼고 주요 지방 도로망이 개선되어 있어 지형적인 특성 및 지질학적인 관점에서 볼 때 산사태 발생이 많이 일어날 수 있는 요인을 지니고 있다.
따라서, 본 연구는 2002년 태풍 루사와 2003년 매미의 영향으로 삼척시를 비롯한 영동지역에는 기록적인 집중호우로 인하여 주요 지방도로 및 간선도로의 산사태가 발생됨에 따라 이 산사태의 발생상황, 발생규모, 기상자료 및 지표지질조사관련 자료들을 분석하여 향후 태풍과 집중호우에 대비하여 도로접경지의 지질관련 산사태 위험지에 대한 방재방안을 강구하여 인명 및 재산피해가 없도록 함에 연구 목적이 있다.
Ⅱ. 연구내용
1. 산사태 발생의 이론적 고찰
2. 산사태의 발생특성
3. 산사태와 관련된 자연재해
4. 산사태 분석요소
5, 강우 시 침투에 의한 불포화사면의 산사태 거동
6. 산사태와 관련 지질과 지형이 땅밀림에 미치는 영향
7. 불연속면의 지질공학적 특성
8. 삼척지역의 도로점경지 지질관련 산사태의 발생요인 분석
Ⅲ. 연구결과
1. 지형 지세
1) 산사태 발생에 미치는 지형요인 중 가장 중요한 인자로서 사면경사를 들 수 있는데 삼척지역의 도로망은 장년기 지형이 대부분인 급경사 절개지 하부로 도로가 개설되어 있음에 따라 2003년 태풍 매미때 산사태 발생개소의 사면경사도는 현지조사 결과 심한 곳은 70˚이며, 대부분 30~35˚경사도를 지닌 역에서 산사태 발생하였다. 이는 사면경사가 클수록 사면이 활동하고자 하는 지표수 유동속도가 증가하여 산사태 발생에 직접적인 요인으로 작용한 결과라 보여 진다.
2. 토질(토류)
1) 금번 산사태 발생지역은 토출(Soil seam)인 사암, 셰일, Siltstone의 모암에서 풍화된 잔류토층이 오랜 세월동안 풍화작용(Weathering Process)을 받아 집중호우시 기반암과의 경계면에 물이 스며들어 풍화토의 팽창력에 의해 산사태가 발생하였다.
2) 삼척지역 도로접경지의 지층경사는 산사면 경사와 거의 비슷한 지층 구조를 지니고 있어 호우뿐만 아니라 인위적인 변화를 주게 되면 절토지의 상부는 스스로 전단력이 약화되어 산사태 발생의 요인이 되기도 하며, 특히 석회질 점토층이 많은 삼척지역의 경우 입자간의 결합력이 교란되어 응집력의 감소와 포화된 점토층이 토층의 액상화로 발전하여 산사태의 근본적인 원인을 제공한 것으로 판단되었다.
3) 태풍 루사 및 매미 때 삼척지역의 경우 산사태의 형태는 대부분 지반이 움직이는 Rotational floe 형태로 산사태가 발생하였음이 연구결과 분석되었으며, 이는 사암류의 풍화, 셰일 및 석회질 암석이 점토층의 결합으로 이루어진 토류 층이 수분의 팽창력에 의해 유동하여 산사태 발생의 원인 제공을 하였을 것으로 보여 진다.
3. 지질
1) 삼척지역의 지질은 원덕읍 및 미로면의 댓재 일대의 화강암류를 제외하고는 대부분 고생대의 조선누층군의 석탄층을 경계로 홍점통, 고방산통, 동점규암층과 주변부의 외곽지대에는 광범위하게 석회암층이 분포하고 있다. 이들 퇴적암층은 풍화작용을 많이 받아 약면(Weak Plane)을 지녔을 뿐만 아니라 불연속면의 지질구조의 이차적 지배(단층, 습곡, 부정합 등)를 받아 강우시 산사태와 직접적인 영향을 미치는 요인을 지니고 있다.
2) 특히, 삼척지역의 도로 절개지의 사면에 있어서 절리의 경사방향이 사면의 경사방향과 같은 경우가 대부분이어서 산사태 발생이 용이하고, 또한 암석은 풍화가 많이 진전 될수록 지질, 토괴 등의 영향이 복합적으로 작용하여 산사태 발생이 용이해 진 결과라 사료되어 진다.
3) 암질이나 토질은 강도가 약하거나 침투율이 클수록 산사태가 일어나기 쉽고, 이는 지질경계선에 따른 파쇄대 및 단층들도 산사태에 큰 영향을 줄 뿐만 아니라 특히, 단층은 지하수의 공급원이 되어 단층면이 붕괴되는 경우가 많고, 또한 사면의 층리와 경사관계도 산사태에 영향을 미치는 것으로 나타났다.
4. 강우
삼척시 재해대책본부의 자료에 의하면 읍.면별로 일간 평균 강우량은 2002년 8월 31일 태풍 루사 및 2003년 9월 12일 태풍 매미 때 각각 473mm 및 239mm로 기록되어 강우와 산사태의 연관성이 매우 밀접한 강우량은 100mm 이상일 때 산사태 발생의 가능성 기준과 200mm 이상에서는 대규모의 산사태가 발생할 위험성이 높다는 여러 학자들의 연구결과로 보아 삼척지역의 강우량은 산사태발생 기준치 보다 훨씬 크다는 것을 알 수 있어 향후 이에 대한 방재 대책을 강구하여야 할 것으로 사료된다.
5. 절개사면의 문제점 및 대책방안
신규 노선인 7번국도 및 38번 국도를 제외하고 삼척지역의 기존도로의 절개사면에 대한 조사에서 확보된 문제점 및 대책방안을 제시하면 다음과 같다.
1) 삼척지역의 기존 도로는 사면을 구성하는 암반의 지질 및 지반 사항들을 고려하지 않고 기존 도로가 개설되어 대부분 암반사면이 불안정한 요인을 지니고 있다. 따라서, 향후 도로 설계 조사시에 지질조사 및 물리탐사를 반드시 수행하여 현지상황에 맞는 도로가 설계, 시공되어야 할 것으로 사료된다.
2) 절토(밑도려냄) 법면의 안식각이 초과된 삼척지역 도로망의 문제점은 암반이 있는 개소에서는 안식각을 초과하게 되면 사면붕괴를 야기 시킬 수 있는데 이런 유형을 지닌 개소에 바닥면 자체에 옹벽의 설치가 없는 상황에서는 사하중의 발생과 동시에 과도한 집중 하중이 발생하여 사면붕괴의 촉진을 가져오게 하였다.
3) 따라서, 장년기 산악지형이 많은 삼척지역의 경우 집중호우 시 산사태 발생을 미연에 방지하기 위해서는 기존도로의 지질적인 특성을 고려하여 현지에 적합한 공법(발파공법, 배수공법, 사면보강 공법)을 도입하여 불안정한 급경사 사면을 인위적으로 낮추는 방법을 점진적으로 실시하여 산사태 발생을 줄여야 할 것으로 사료되며, 이를 위해서는 산사태 발생요인에 대한 문제점 및 대책 방안도 동시 수립하여 집중호우 시 지역주민에 조기 경보체제를 강화하여야 할 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Most regions of Samcheok are formed with mountainous terrain and Taeback Mountains divide this region from east to west. These geological properties result in frequent landslides during heavy rainfall. Significantly, local roads and arterial roads were damaged by the landslides caused by typhoons Rusa in 2002 and Maemi in 2003, following is the analysis of the cause and countermeasure of landsiides.
1. According to the field survey on the cause of landslide resulting from typhoon Rusa and Maemi, the landslide was more serious in the place where the inclination direction of joint was the same as the direction of slope. The highest slope gradient was 70˚ dip and most of the gradient was 25~30˚ dip in the landslide place.
2. When the seriousness was classified by the rocks of the landslide spot, the most serious places were those that consisted of limestone clays and where the sedimentary rock seam distributed sandstones. The place weathered with granite and schists was second. Landslides happened frequently in those places in the bedrock contact field where rain infiltrate through the bottom by gravity.
3. When the typhoons, Rusa and Maemi hit Samcheok, most of the landslides happened in a form of a rotational floe which happens when the ground moves. This result shows that the weathering on kinds of sandstones, shales and limestones flow by soil layers which are formed of clay layer combinations. And it is inferred that the movement of sandstones, shales and limestones are the cause of the landslides.
4. The analysis of the geological and geographical characteristics of Samcheok's landslide place suggests that the reason for the acceleration of slope failure and landslide was that there were dead loads and intensive loads in the upper incision slope. This was caused by an absence of a retaining wall in the section having a tendency slope failure. This tendency was due to the exceeding angle of repose caused by the problems of road alignment in the steep slope.
5. To prevent landslides and slope failures caused by heavy rainfalls in the Samcheok area and to help warn of possible landslides, we needs to establish an early reporting system and to carry out appropriate reinforcement methods which take into consideration the geological property of the region.

목차 (Table of Contents)

• 國文要約 = ⅰ
• 목차 = ⅵ
• 표목차 = ⅷ
• 그림목차 = ⅹ
• 사진목차 = xii
• 제Ⅰ장 서론 = 1
• 제1절 연구배경 및 목적 = 1
• 1. 연구배경 = 1
• 2. 연구목적 = 2
• 제Ⅱ장 본론 = 3
• 제1절 산사태 발생의 이론적 고찰 = 3
• 1. 산사태의 정의 = 3
• 2. 산사태의 분류 = 3
• 3. 산사태의 형태 = 6
• 4. 산사태의 발생요인 = 12
• 제2절 산사태의 발생특성 = 29
• 1. 산사태 발생의 분석요소 = 29
• 2. 지형 및 지질적 특성 = 31
• 3. 우리나라 산사태의 특징 = 31
• 제3절 산사태와 관련된 자연재해 = 33
• 1. 역사적 기록에 나타난 산사태 재해 = 33
• 2. 우리나라의 산사태 자연재해 현황 = 34
• 제4절 불연속면의 산사태 발생의 지질공학적 득성 = 42
• 1. 산사태와 관련 지질과 지형이 땅밀림에 미치는 영향 = 42
• 2. 핵석사면의 붕괴 = 46
• 3. 절리 간격이 암반사면의 안정성에 미치는 영향 = 47
• 4. 절리위치를 고려한 암반사면의 안정성 해석 방법 = 49
• 제5절 삼척시 도로접경지 지질관련 산사태 발생요인 분석 = 49
• 1. 삼척지역 위치 및 지형 = 49
• 2. 지질 = 50
• 3. 삼척시 도로망(부록) = 52
• 4. 기상개요 = 52
• 5. 산사태 발생개소 특성조사 및 분석 = 60
• 6. 산사태 주의보 및 경보에 따른 행동요령 = 62
• 제Ⅲ장 결론 = 63
• Reference = 68
• Abstract = 70